Las neuronas son auténticas maravillas de la naturaleza: procesan cantidades enormes de información y lo hacen con un gasto energético mínimo. Durante décadas, ingenieros y neurocientíficos han tratado de replicar esta eficiencia en el laboratorio, pero las neuronas artificiales creadas hasta ahora consumían demasiada energía y se quedaban cortas frente a sus homólogas biológicas.
Eso ha cambiado con un avance presentado por un equipo de la Universidad de Massachusetts Amherst, que asegura haber creado la primera neurona artificial capaz de aprender, dispararse y responder a señales químicas y eléctricas exactamente como lo haría una neurona natural. Un logro que no solo abre posibilidades en computación más eficiente, sino también en medicina regenerativa y neurológica.
El secreto: un nanohilo bacteriano y un memristor
El corazón de esta neurona sintética es un memristor —un resistor con memoria— fabricado con nanohilos de proteína de la bacteria Geobacter sulfurreducens. Estos materiales reducen al mínimo el voltaje necesario para que la célula artificial funcione: apenas 60 milivoltios y 1,7 nanoamperios, prácticamente lo mismo que una neurona biológica.
Las versiones anteriores necesitaban hasta diez veces más voltaje y cien veces más potencia. Esta eficiencia coloca a la nueva neurona en una liga diferente: por primera vez un circuito electrónico puede replicar la actividad eléctrica neuronal sin disparar el consumo energético.
El equipo integró el memristor en un circuito sencillo que reproduce las fases clásicas de una neurona: acumulación de carga, disparo eléctrico rápido y posterior reposo.
Cuando la electrónica habla con lo biológico
El siguiente paso fue comprobar si esta célula artificial podía interactuar con sistemas vivos. Los investigadores la conectaron a células cardíacas humanas en cultivo y observaron cómo respondía a neurotransmisores y fármacos. Al detectar la presencia de sustancias como sodio, dopamina o norepinefrina, la neurona modificaba su comportamiento eléctrico del mismo modo que lo hacen las biológicas.
Este fenómeno, conocido como neuromodulación, demuestra que el prototipo no solo replica señales eléctricas, sino también químicas, lo que abre la posibilidad de integrarse de manera natural en circuitos neuronales dañados.
Implicaciones: del alzhéimer a los ordenadores que piensan como nosotros
Aunque por ahora se trata de un prototipo en condiciones de laboratorio, el avance es un auténtico salto tecnológico. Las posibles aplicaciones van desde ordenadores que imiten la eficiencia del cerebro humano, hasta implantes médicos capaces de reparar circuitos neuronales afectados por alzhéimer, párkinson o lesiones cerebrales.
Además, estas neuronas sintéticas podrían revolucionar las interfaces cerebro-ordenador, crear biosensores de altísima precisión o incluso servir como base para nuevos dispositivos médicos portátiles que no requieran el paso intermedio de amplificación eléctrica.
En palabras de Jun Yao, autor principal del estudio: “La clave es que hemos demostrado que un circuito electrónico puede comunicarse con el lenguaje químico y eléctrico de la biología sin gastar energía en exceso”.
[Fuente: El Confidencial]
